[發明專利]一種寬頻帶的UHF RFID閱讀器天線

在審

• 申請號: 201410614908.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104362426A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 孟春陽;彭昌友;任秀方;劉若然;陳文濤
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/48
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及一種寬頻帶的UHF?RFID閱讀器天線。

背景技術

射頻識別技術（Radio?Frequency?Identification，縮寫RFID），是利用無線射頻傳輸方式，在閱讀器和標簽間建立非接觸式雙向通信的新型技術。在物聯網日益盛行的今天，射頻識別（RFID）技術發揮著它越來越巨大的作用。然而，每個國家都有著自己的UHF?RFID頻段，例如，中國的頻段為840.5-844.4MHz和920.5-924.5MHz；歐洲為866-869MHz，南美和北美為902-928MHz；新加坡為866-869MHz和920-925MHz；日本為952-955MHz等，即UHF?RFID的頻帶覆蓋了840.5-955MHz的范圍。因此，一個能覆蓋整個頻段（840MHz-960MHz）的RFID閱讀器天線將有利于全球物聯網事業的飛速發展。

由于標簽擺放的散亂性會影響閱讀器天線和標簽天線間的極化饋電關系，多標簽場景下，標簽天線間的耦合干擾還會改變天線的工作頻率。因而圓極化且寬頻帶的閱讀器天線成為了RFID技術的一大需求。現國內外有采用共面波導饋電，分形結構，L形探針饋電，饋電網絡，開槽曲流技術，形狀奇異的輻射貼片等各種微帶圓極化天線。其基本原理都是基于產生兩個相互垂直的線極化電場分量，并使二者振幅相等，相位相差90度的思想。實現的方法主要有單饋法和多饋法，單饋法簡單但頻帶窄；多饋法需要外加的功分網絡，頻帶寬但不易小型化。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種寬頻帶的UHF?RFID閱讀器天線，該天線工作頻率為850MHz-950MHz，覆蓋不同國家在超高頻射頻識別系統中的常用工作頻段，可用于UHF?RFID的讀寫系統。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種寬頻帶的UHF?RFID閱讀器天線，共有三層結構，包括第一層的金屬接地板、第二層的饋電網絡和第三層的輻射貼片；在所述金屬接地板的中心處開孔，通過饋電同軸線將金屬接地板與饋電網絡相連；所述饋電網絡由三個L型分支和四個開路枝節組成；所述的輻射貼片為圓形；所述的饋電網絡和輻射貼片利用四個金屬支柱相連，四個金屬支柱分別位于四個開路枝節上，方位角度依次相差90度。

所述的金屬接地板使用不銹鋼為材質，饋電網絡和輻射貼片的材質選用鋁，饋電網絡和輻射貼片通過四個同樣的金屬螺釘穿孔固定。

所述的金屬接地板與饋電網絡的間距和饋電網絡與輻射貼片的間距不同，兩個不同的間距以及材料的介電常數影響天線的諧振頻率。

所述輻射貼片的半徑????????????????????????????????????????????????通過如下公式計算得到：

其中，是光速，是天線工作的諧振頻率，是介質的相對介電常數。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

本發明天線工作于超高頻波段，阻抗帶寬為13%，圓極化軸比帶寬為5%，增益為9.4dB，方向性比較好。本發明天線饋電網絡與輻射貼片分離，通過金屬支柱上下銜接的方式減小了天線尺寸；采用空氣作為介質層，解決了微帶貼片天線的高Q諧振特性，展寬了天線的阻抗帶寬；采用4金屬支柱的探針型饋電方式，使饋電網絡的大部分與輻射貼片隔離，減小了虛假輻射，提高了天線的輻射效率；通過控制開路枝節的長度可以方便地實現左旋或右旋圓極化波。該天線覆蓋不同國家在超高頻射頻識別系統中的常用工作頻段，因此可應用于850MHz-950MHz頻段的UHF?RFID讀寫系統。

附圖說明

圖1為寬頻帶的UHF?RFID閱讀器天線俯視圖。

圖2為寬頻帶的UHF?RFID閱讀器天線側視圖。

圖3為饋電網絡的結構圖。

圖4為輻射貼片的結構圖。

圖5為天線仿真S參數。

圖6為天線軸比曲線圖。

圖7為天線增益方向圖。

具體實施方式

本發明的優選實施例結合附圖詳述如下：

實施例1